DETEKSI KEGAGALAN PADA AUTOMATIC TRANSFER SWITCH GENSET BERBASIS MIKROKONTROLER AT89C51

Transkripsi

1 DETEKSI KEGAGALAN PADA AUTOMATIC TRANSFER SWITCH GENSET BERBASIS MIKROKONTROLER AT89C51 SKRIPSI Diajukan Sebagai Salah satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Jenjang Strata Satu (S1) Pada Program Studi Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Ponorogo ANDI WIJANARKO PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONOROGO (2013)

2 HALAMAN PERSETUJUAN PROPOSAL SKRIPSI Nama : Andi Wijanarko NIM : Program Studi : Teknik Fakultas : Teknik Elektro Judul Proposal Skripsi : Deteksi Kegagalan Pada Automatic Transfer Switch Genset Berbasis Mikrokontroller AT89C51 Isi dan formatnya telah disetujui dan dinyatakan memenuhi syarat untuk mengikuti seminar proposal skripsi pada Program Studi Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Ponorogo Ponorogo, Maret 2013 Menyetujui Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II, (Edi Kurniawan, ST, MT) NIS ( Yovi Litanianda,S.Pd ) NIS Mengetahui Ketua Program Studi Teknik Elektro ( Desriyanti,S.T) NIS

3 HALAMAN PENGESAHAN Nama : Andi Wijanarko NIM : Program Studi Fakultas Judul Skripsi : Elektro : Teknik : Deteksi Kegagalan Pada Automatic Transfer Switch Genset Berbasis Mikrokontroler AT89C51 Isi dan formatnya telah disetujui dan dinyatakan memenuhi syarat untuk melengkapi persyaratan guna memperoleh Gelar Sarjana pada Program Studi Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Ponorogo Ponorogo, Maret 2013 Menyetujui Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II, (Edi Kurniawan, ST, MT) NIS ( Yovi Litanianda,S.Pd ) NIS Mengetahui Dekan Fakultas Teknik, Ketua Program Studi Teknik Elektro ( Ir.Aliyadi, MM) NIS ( Desriyanti,S.T) NIS

4 ABSTRAkSI DETEKSI KEGAGALAN PADA ATS GENSET BERBASIS MIKROKONTROLER AT89C51 Oleh: Andi Wijanarko Nim: Proyek Akhir ini dimaksudkan untuk membuat suatu alat berupa sistem kontrol yang dapat mendeteksi kegagalan Genset Mengirim pesan kepada user ketika PLN off dan genset tidak running. Cara kerja Deteksi kegagalan pada ATS adalah sebagai pemberi perintah untuk melakukan miscall kepada user sebagai indikasi tidak berfungsinya genset ketika PLN off. Rangkaian yang terdiridari relay-relay 24 V DC dan time delay 24 V DC dan mcs-51 at89s51 sebagai alat control. Alat ini dibangun dari perancangan dan pembuatan perangkat keras (hardware) dan perancangan dan pembuatan perangkat lunak (software). Perancangan dan pembuatan perangkat keras meliputi pembuatan blok diagram rangkaian-rangkaian elektronika yang meliputi potensiometer, DTMF, Relay dan Mikronkontroller, serta rangkaian catu daya dari rangkaian tersebut. Perancangan dan pembuatan perangkat lunak meliputi diagram alir (flow chart), penjelasan program komputer yang akan dimasukkan kedalam mikrokontroler AT89S51 beserta contoh programnya. Perangkat lunak (software) yang berupa program komputer ini merupakan otak dari perangkat keras yang akan memberi instruksi untuk mengatur dan mengontrol sistim kerja perangkat keras secara keseluruhan, tanpa adanya perangkat lunak pada mikrokontroler maka alat tidak akan dapat bekerja seperti yang diharapkan. Keberhasilan dari sebuah alat dengan mikrokontrol ditentukan oleh benar tidaknya sang perancang dalam menyµsun dan membuat program. Setelah melalui beberapa tahapan, mulai dari perancangan hingga pengujian, akhirnya didapatkan suatu alat yang dapat mendeteksi kegagalan ATS Genset. Alat ini sangat berguna khususnya di bidang telekomunikasi karena akan lebih cepat mengirimkan pesan kepada user untuk melakukan trouble shoot. Alat ini akan bekerja ketika PLN off dan Genset fail dan akan mengirimkan pesan kepada user melalui HP. Kata Kunci: Sistem control, PLN, mikrokontroler, pesan, HP, trouble shoot

5 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadiran Allah SWT yang telah melimpahkan rohmat taufiq serta hidayah-nya, sehingga atas ridha-nya dan segala kemampuan serta kesungguhan hati, penulis dapat menyelesaikan tugas ahkir ( skripsi ) ini dengan judul : DETEKSI KEGAGALAN PADA AUTOMATIC TRANSFER SWITCH GENSET BERBASIS MIKROKONTROLER AT89C51 dengan baik. Penyusunan tugas ahkir ini dimaksudkan untuk melengkapi salah satu syarat untuk menyelesaikan jenja pendidikan sastra satu ( S-1 ) dan memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Ponorogo. Selain itu, tugas ahkir ini dimaksudkan untuk menjadi wahana ilmu pengetahuan di universitas khususnya dibidang teknologi. Walaupun tugas ahkir ini telah selasai disusun, penulis sadar bahwa masih teredapat kesalahan ataupun kekurangan, Oleh karena itu, saran maupun kritik yang bersifat membangun selalu diharapkan untuk menuju kearah yang lebih baik. Dalam penyusunnan tugas ahkir ini juga banyak menemui kesulitan, Namun berkat bantuan semua pihak, ahkirnya penulis dapat menyelesaikan. Sehubungan dengan terselesainya tugas ahkir ini, maka penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima kasih kepada : 1. Bapak Drs. H. Sulton, M.Si selaku Rektor Unioversitas Muhammadiyah Ponorogo. 2. Bapak Ir. Aliyadi. MM selaku Dekan Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Ponorogo.

6 3. Ibu Desriyanti ST selaku Ketua Program Studi Teknik Universitas Muhammadiyah Ponorogo. 4. Bapak Edi Kueniawan ST selaku dosen pembimbing yang telah membimbing dan memberi pengarahan, sehingga terselesaikannya tugas ahkir ini. 5. Seluruh Dosen, Karyawan Universitas Muhammadiyah Ponorogo dan tementemen karyawan perpustakaan Universitas Muhammadiyah Ponorogo. 6. Kedua orang tua tercinta yang selalu memberikan motivasi kepada penulis untuk senantiasa melakukan yang terbaik di setiap langkah. 7. Seluruh teman-teman S1 Teknik Elektro di Universitas Muhammadiyah Ponorogo yang selalu membantu terselesaikannya tugas ahkir ini. 8. Semua pihak yang tidak dapat Penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu penyususnan tugas akhir ini. Penulis sadar bahwa penulisan tugas akhir ini masih memiliki banyak kekurangan. Maka dari itu penulis memohon agar diberikan saran-saran dan kritik yang membangun. Penulis berharap agar penulisan tugas akhir ini dapat memberikan manfaat kepada penulis pada khususnya dan kepada pembaca pada umumnya. Semoga penulisan tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi kemajuan perkembangan ilmu pengetahuan terutama bagi mahasiswa S1 Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Ponorogo. Amin. Ponorogo, 14 Maret 2013 Penulis Andi Wijanarko

7 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN...ii BERITA ACARA BIMBINGAN TUGAS AKHIR...iii BERITA ACARA BIMBINGAN TUGAS AKHIR... iv BERITA ACARA UJIAN...v ABSTRAKSI...vii LEMBAR PERSEMBAHAN...viii MOTTO...ix KATA PENGANTAR...x DAFTAR ISI...;...xi DAFTAR GAMBAR...xv DAFTAR TABEL...xvii BAB I PENDAHULUAN A.Latar Belakang B. Tujuan Penulisan C.Rumusan Masalah D.Batasan Masalah E.Metedologi Penelitian F.Sistematika Pembahasan

8 BAB II Tinjuan Pustaka A. Generator Pengertian Generator Cara Kerja Generator B. Mesin Disel Pengertian Mesin Disel Cara Kerja Mesin Disel C. AMF (Automatic Main Failiure) dan ATS (Automatic Transfer Switch) Pengertian AMF dan ATS Cara Kerja AMF dan ATS D. Faktor Daya E. Relay F. DTMF Decorder Sinyal DTMF DTMF Decorder Microcontoller Konfigurasi Pin Microcontoller AT89S BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT A.Perencanaan B. Blok Diagram Secara Keseluruhan

9 C. Deskripsi Cara Kerja Alat D. Perancangan Hardware Relay Penekan Tombol HP Driver LED Indikator Driver BUSSER Rangkaian DTMF Decoder Perencanaan Penggunaan Port Controller...42 E. Perancangan Software Flowchart Program Utama Sub Misscall Sub Timer 1 menit menunggu DTMF Sub Tunggu Tone...47 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM A. Pengujian Sistem Pengujian Rangkaian Detector Nada Dering Pengujian Rangkaian Detector DTMF Pengujian Rangkaian Mikrocontroller Pengujian Rangkaian Driver...51 B. Analisis Sistem Analisis Rangkaian Detector Nada Dering Analisis Rangkaian Detector DTMF Analisis Rangkaian Mikrocontroller...53

10 4. Analisis Rangkaian Driver Analisis Rangkaian Detector Beban dan Pemilihan Pesan Suara..54 BAB V PENUTUP A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

11

12 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Seiring dengan kemajuan teknologi di segala bidang, makacatudaya utama PLN sangat berpengaruh terhadap penyedian energi listrik bagilayanan publik, baikitu daya besar maupun daya kecil. Akan tetapi suplai daya utama yang berasal dari PLN tidak selamanya kontinu dalam penyalurannya. Suatu saat pasti terjadi pemadaman total yang dapat disebabkan oleh gangguan pada system pembangkit, atau gangguan pada system transmisi dan system distribusi. Sedangkan suplai energi listrik sangat diperlukan pada pusat perdagangan, perhotelan, perbankkan, rumah sakit maupun industry dalam menjalankan produksinya. Sehingga jika PLN padam, maka suplai energy listrik pun berhenti, dan akibatnya seluruh aktifitas produksipun berhenti. Berdasarkan hal diatas agar tidak terjadi pemadaman total pada penerangan ruangan maupun daerah penting yang harus mendapat suplai energi listrik secara terus-menerus, maka dibutuhkan generator set (genset) sebagai back-up suplai utama (PLN). Sebagai control kapan genset mengambil alih suplai tenaga listrik ke beban ataupun sebaliknya maka diperlukan system kontrol yang dapat bekerja secara otomatis untuk menjalankan genset saat terjadi pemadaman dari PLN. Kontrol otomatis tersebut biasanya disebut Automatic Transfer Switch (ATS) dan Automatic Main Failure (AMF) atau sistem interlok PLN - Genset. Untuk

13 mengantisipasi kegagalan ATS untuk menstarting Genset secara otomatis lebih efisien bila ada alat tamabahan untuk mendeteksi egagalan ATS Genset untuk menyuplay power ketika PLN off. Pendeteksi kegagalan ATS Genset sangatlah berguna khususnya di bidang telekomunikasi karena akan lebih cepat mengirimkan pesan kepada user untuk melakukan trouble shoot. Alat ini akan bekerja ketika PLN off dan Genset fail dan akan mengirimkan pesan kepada user melalui HP. B. Rumusan Masalah Berdasarkan permasalahan diatas maka yang kami bahas berkaitan dengan alat tersebut antara lain : 1. Bagaimana cara kerja Deteksi kegagalan pada ATS sebagai pemberi perintah untuk melakukan miscall kepada user sebagai indikasi tidak berfungsinya genset ketika PLN off? 2. Bagaimana cara kerja rangkaian yang terdiri dari relay-relay 24 V DC dan time delay 24 V DC dan mcs-51 at89s51 sebagai alat control? C. Batasan Masalah Untuk lebih memfokuskan pembahasan proyek akhir ini, maka masalah yang ditangani dari tugas akhir ini dibatasi pada beberapa rincian sebagai berikut:

14 1. Konfigurasi system modul Automatic Transfer Switch (ATS) dan Automatic Main Failure (AMF) beserta prinsip kerjanya. 2. Konfigurasi Mikro controller yang difungsikan sebagai deteksi kegagalan Automatic Transfer Switch (ATS) dan Automatic Main Failure (AMF), yang meliputi konfigurasi dan prinsip kerjanya. D. Tujuan Penulisan Tujuan dari proyek akhir ini adalah membuat suatu alat berupa system kontrol yang dapat mendeteksi kegagalan Genset Mengirim pesan kepada user ketika PLN off dan genset tidak running. E. Metodologi Penelitian Untuk mencapai tujuan yang direncanakan dengan hasil optimal, maka dalam pengerjaannya laporan tugas akhir ini dilakukan secara bertahap dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Studi literature dengan mencari data ATS dan AMF, yang meliputi konfigurasi dan prinsip kerjanya serta teori-teori penunjang. 2. Melakukan perancangan cara kerja deteksi kegagalan AMF yang terdiri dari relay-relay 24 V DC dan time delay 24 V DC danmcs-51 AT89S51 sebagai alat control. 3. Melakukan aplikasi pengontrolan yang di lakukan dengan mcs-51 AT89S Melakukan penarikan kesimpulan sebagai hasil dari pengujian alat secara keseluruhan.

15 F. Sistematika Penulisan Pembahasan yang sistematis merupakan suatu factor penting dalam penyusunan laporan tugas akhir. Sistematika penulisan yang dipakai dalam laporan akhir ini mempunyai system pembahasan yang dibagi dalam beberapa bab yang masing-masing bab dibagi menjadi beberapa sub bab sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang Latar Belakang Masalah, TujuanPenulisan, Rumusan Masalah, Batasan Masalah, Metodologi Penelitian, dan Sistematika Pembahasan. BAB II : LANDASAN TEORI Bab ini berisi tentang teori dasar dan pengetahuan yang melandasi dan mendukung pembuatan alat. BAB III : PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT Bab ini berisi data-data yang diperlukan untuk melakukan perancangan system deteksi kegagalan ATS. BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISA KINERJA ALAT Bab ini berisi aplikasi pengontrolan yang di lakukan dengan MCS-51 AT89S51. BAB V : PENUTUP Bab ini berisi beberapa kesimpulan dan saran dari penulisan tugas akhir untuk pengembangan pada masa yang akan datang.

16 DAFTAR PUSTAKA Atmel Corporation, 8-Bit Microkontroler with 4 kbytes Flash, AT89C51, Gunawan Hanapi (1981). Prinsip- prinsip Elektronik. (Albert Paul Malvino Terjemahan ). Jakarta Erlangga. Buku Asli diterbitkan tahun Ir. Hasan Basri. (1996). Sistem Distribusi Tenaga Listrik. Balai Penerbit dan Humas ISTN Kilian, Christopher T. (1996). Modern Control Technology. West Publishing Co OMRON. General Purpose Relay G2RS Datasheet Sumanto. (2003). Elektronik Industri (Frank D Petruzella. Terjemahan). Yogyakarta Andi. Buku Asli Diterbitkan Tahun Wasito S.(1985). Vademakum Elektronika. Jakarta Gramedia. Tutorial Mikrokontroller (15 maret 2013)